2021-2022学年高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第一册-1.3动量守恒定律 导学案
文档属性
| 名称 | 2021-2022学年高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第一册-1.3动量守恒定律 导学案 |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 176.2KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2021-12-01 15:41:09 | ||
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文档简介
1.3 动量守恒定律
【学习目标】
会根据牛顿第三定律、动量定理推导动量守恒定律；
理解并掌握动量守恒定律内容、公式及成立条件。
知道动量守恒定律的矢量性、相对性、普适性、系统性、瞬时对应性。
能在具体问题中判断动量是否守恒，能熟练运用动量守恒定律解释现象和解决问题。
【开启新探索】
第一节通过实验得出碰撞前后动量守恒。怎样用理论推导出这一结论呢？这是一个普遍的规律吗？
【质疑提升1】相互作用的两个物体的动量改变
试结合以下情景，结合动量定理寻找“相互作用的两个物体的动量改变量”之间有着怎样的关系。
如图所示，在光滑水平桌面上做匀速运动的两个物体 A、B，质量分别是 m1 和 m2，沿同一直线向同一方向运动，速度分别是 v1 和 v2，v2 ＞ v1。当 B 追上 A 时发生碰撞。碰撞后 A、B 的速度分别是 v1′和 v2′。碰撞过程中 A 所受B 对它的作用力是 F1 ，B 所受 A 对它的作用力是 F2 。碰撞时，两物体之间力的作用时间很短，用 Δt 表示。
问题1：F1和 F2有什么关系？
问题2：对两物体而言 Δt相同吗？
问题3：对于物体A，用动量定理可得： 。
问题4：对于物体B，用动量定理得： 。
通过“相互作用的两个物体的动量改变量”之间的关系，我们可以发现，对两个物体而言，碰撞前、后的动量之间有着怎样的关系？
满足碰撞前、后动量之和不变的两物体的受力有怎样的特点？
【质疑提升2】动量守恒定律
碰撞必须存在两个或两个物体以上的物体。我们把由两个（或多个）相互作用的物体构成的整体叫做一个力学系统，简称系统。系统中物体间的作用力，叫做内力。系统以外的物体施加给系统内物体的力，叫做外力。
阅读课本P12，说明动量守恒定律的内容，并说说你对动量守恒定律的理解。
矢量性
相对性
普适性
系统性
瞬时对应性 。
例1.如图所示，在列车编组站里，一辆质量为1.5×104 kg的货车在平直轨道上以2 m/s的速度运动，碰上一辆质量为2.5×104 kg的静止的货车，它们碰撞后结合在一起继续运动。求货车碰撞后运动的速度。
[针对训练1]：某机车以 0.4 m/s 的速度驶向停在铁轨上的 7 节车厢，与它们对接。机车与第一节车厢相碰后，它们连在一起具有一个共同的速度，紧接着又与第二节车厢相碰，就这样，直至碰上最后一节车厢。设机车和车厢的质量都相等，铁轨的摩擦忽略不计。求：与最后一节车厢碰撞后整体的速度。
例2. 一枚在空中飞行的火箭质量为m，在某时刻的速度为v，方向水平，燃料即将耗尽。此时，火箭突然炸裂成两块，其中质量为m1的一块沿着与v相反的方向飞去，速度为v1。求炸裂后另一块的速度v2。
[针对训练2] 1.如图8所示，一枚火箭搭载着卫星以速率v0进入太空预定位置，由控制系统使箭体与卫星分离．已知前部分的卫星质量为m1，后部分的箭体质量为m2，分离后箭体以速率v2沿火箭原方向飞行，若忽略空气阻力及分离前后系统质量的变化，则分离后卫星的速率v1为？
总结：利用动量守恒定律解决问题的方法
I：
II：
III：
【课后作业】
1．如图所示，一个木箱原来静止在光滑水平面上，木箱内粗糙的底板上放着一个小木块．木箱和小木块都具有一定的质量．现使木箱获得一个向右的初速度v0，则（ ）．
A．小木块和木箱最终都将静止
B．小木块最终将相对木箱静止，二者一起向右运动
C．小木块在木箱内壁将始终来回往复碰撞，而木箱一直向右运动
D．如果小木块与木箱的左壁碰撞后相对木箱静止，则二者将一起向左运动
2．如图所示，弹簧的一端固定在竖直墙上，质量为m的光滑弧形槽静止在光滑水平面上，底部与水平面平滑连接，一个质量也为m的小球从槽高h处开始自由下滑（ ）．
A．在以后的运动过程中，小球和槽的动量始终守恒
B．在下滑过程中小球和槽之间的相互作用力始终不做功
C．被弹簧反弹后，小球和槽都做速率不变的直线运动
D．被弹簧反弹后，小球和槽的机械能守恒，小球能回到槽高h处
3．平板车B静止在光滑水平面上，在其左端另有物体A以水平初速度v0向车的右端滑行，如图所示，由于A、B间存在摩擦，因而A在B上滑行后，A开始做减速运动，B做加速运动（设B车足够长），则B车速度达到最大时，应出现在（ ）．
A．A的速度最小时 B．A的速度最大时
C．A、B速度相等时 D．B车开始做匀速直线运动时
4．如图所示，物体A的质量是B的2倍，中间有一压缩弹簧，放在光滑水平面上，由静止同时放开两物体后一小段时间内（ ）．
A．A的速度是B的一半 B．A的动量大于B的动量
C．A受的力大于B受的力 D．总动量为零
5．如图所示，小车放在光滑的水平面上，将系着绳的小球拉开到一定的角度，然后同时放开小球和小车，那么在以后的过程中（ ）．
A．小球向左摆动时，小车也向左运动，且系统动量守恒
B．小球向左摆动时，小车向右运动，且系统动量守恒
C．小球向左摆到最高点，小球的速度为零而小车的速度不为零
D．在任意时刻，小球和小车在水平方向上的动量一定大小相等、方向相反
6．如图所示，小车放在光滑地面上，A、B两人站在车的两端，这两人同时开始相向行走，发现车向左运动，分析小车运动的原因可能是（ ）．
A．A、B质量相等，但A比B速率大
B．A、B质量相等，但A比B速率小
C．A、B速率相等，但A比B的质量大
D．A、B速率相等，但A比B的质量小
7．一弹簧枪可射出速度为的铅弹，现对准以的速度沿光滑桌面迎面滑来的木块发射一颗铅弹，铅弹射入木块后未穿出，木块继续向前运动，速度变为．如果想让木块停止运动，并假定铅弹射入木块后都不会穿出，则应再向木块迎面射入的铅弹数为（ ）．
A．5颗 B．6颗 C．7颗 D．8颗
8．如图所示，A、B两个小球在光滑水平面上沿同一直线相向运动，它们的动量大小分别为和，碰撞后A球继续向右运动，动量大小为，此时B球的动量大小为，则下列等式成立的是（ ）．
A． B．
C． D．
【学习目标】
会根据牛顿第三定律、动量定理推导动量守恒定律；
理解并掌握动量守恒定律内容、公式及成立条件。
知道动量守恒定律的矢量性、相对性、普适性、系统性、瞬时对应性。
能在具体问题中判断动量是否守恒，能熟练运用动量守恒定律解释现象和解决问题。
【开启新探索】
第一节通过实验得出碰撞前后动量守恒。怎样用理论推导出这一结论呢？这是一个普遍的规律吗？
【质疑提升1】相互作用的两个物体的动量改变
试结合以下情景，结合动量定理寻找“相互作用的两个物体的动量改变量”之间有着怎样的关系。
如图所示，在光滑水平桌面上做匀速运动的两个物体 A、B，质量分别是 m1 和 m2，沿同一直线向同一方向运动，速度分别是 v1 和 v2，v2 ＞ v1。当 B 追上 A 时发生碰撞。碰撞后 A、B 的速度分别是 v1′和 v2′。碰撞过程中 A 所受B 对它的作用力是 F1 ，B 所受 A 对它的作用力是 F2 。碰撞时，两物体之间力的作用时间很短，用 Δt 表示。
问题1：F1和 F2有什么关系？
问题2：对两物体而言 Δt相同吗？
问题3：对于物体A，用动量定理可得： 。
问题4：对于物体B，用动量定理得： 。
通过“相互作用的两个物体的动量改变量”之间的关系，我们可以发现，对两个物体而言，碰撞前、后的动量之间有着怎样的关系？
满足碰撞前、后动量之和不变的两物体的受力有怎样的特点？
【质疑提升2】动量守恒定律
碰撞必须存在两个或两个物体以上的物体。我们把由两个（或多个）相互作用的物体构成的整体叫做一个力学系统，简称系统。系统中物体间的作用力，叫做内力。系统以外的物体施加给系统内物体的力，叫做外力。
阅读课本P12，说明动量守恒定律的内容，并说说你对动量守恒定律的理解。
矢量性
相对性
普适性
系统性
瞬时对应性 。
例1.如图所示，在列车编组站里，一辆质量为1.5×104 kg的货车在平直轨道上以2 m/s的速度运动，碰上一辆质量为2.5×104 kg的静止的货车，它们碰撞后结合在一起继续运动。求货车碰撞后运动的速度。
[针对训练1]：某机车以 0.4 m/s 的速度驶向停在铁轨上的 7 节车厢，与它们对接。机车与第一节车厢相碰后，它们连在一起具有一个共同的速度，紧接着又与第二节车厢相碰，就这样，直至碰上最后一节车厢。设机车和车厢的质量都相等，铁轨的摩擦忽略不计。求：与最后一节车厢碰撞后整体的速度。
例2. 一枚在空中飞行的火箭质量为m，在某时刻的速度为v，方向水平，燃料即将耗尽。此时，火箭突然炸裂成两块，其中质量为m1的一块沿着与v相反的方向飞去，速度为v1。求炸裂后另一块的速度v2。
[针对训练2] 1.如图8所示，一枚火箭搭载着卫星以速率v0进入太空预定位置，由控制系统使箭体与卫星分离．已知前部分的卫星质量为m1，后部分的箭体质量为m2，分离后箭体以速率v2沿火箭原方向飞行，若忽略空气阻力及分离前后系统质量的变化，则分离后卫星的速率v1为？
总结：利用动量守恒定律解决问题的方法
I：
II：
III：
【课后作业】
1．如图所示，一个木箱原来静止在光滑水平面上，木箱内粗糙的底板上放着一个小木块．木箱和小木块都具有一定的质量．现使木箱获得一个向右的初速度v0，则（ ）．
A．小木块和木箱最终都将静止
B．小木块最终将相对木箱静止，二者一起向右运动
C．小木块在木箱内壁将始终来回往复碰撞，而木箱一直向右运动
D．如果小木块与木箱的左壁碰撞后相对木箱静止，则二者将一起向左运动
2．如图所示，弹簧的一端固定在竖直墙上，质量为m的光滑弧形槽静止在光滑水平面上，底部与水平面平滑连接，一个质量也为m的小球从槽高h处开始自由下滑（ ）．
A．在以后的运动过程中，小球和槽的动量始终守恒
B．在下滑过程中小球和槽之间的相互作用力始终不做功
C．被弹簧反弹后，小球和槽都做速率不变的直线运动
D．被弹簧反弹后，小球和槽的机械能守恒，小球能回到槽高h处
3．平板车B静止在光滑水平面上，在其左端另有物体A以水平初速度v0向车的右端滑行，如图所示，由于A、B间存在摩擦，因而A在B上滑行后，A开始做减速运动，B做加速运动（设B车足够长），则B车速度达到最大时，应出现在（ ）．
A．A的速度最小时 B．A的速度最大时
C．A、B速度相等时 D．B车开始做匀速直线运动时
4．如图所示，物体A的质量是B的2倍，中间有一压缩弹簧，放在光滑水平面上，由静止同时放开两物体后一小段时间内（ ）．
A．A的速度是B的一半 B．A的动量大于B的动量
C．A受的力大于B受的力 D．总动量为零
5．如图所示，小车放在光滑的水平面上，将系着绳的小球拉开到一定的角度，然后同时放开小球和小车，那么在以后的过程中（ ）．
A．小球向左摆动时，小车也向左运动，且系统动量守恒
B．小球向左摆动时，小车向右运动，且系统动量守恒
C．小球向左摆到最高点，小球的速度为零而小车的速度不为零
D．在任意时刻，小球和小车在水平方向上的动量一定大小相等、方向相反
6．如图所示，小车放在光滑地面上，A、B两人站在车的两端，这两人同时开始相向行走，发现车向左运动，分析小车运动的原因可能是（ ）．
A．A、B质量相等，但A比B速率大
B．A、B质量相等，但A比B速率小
C．A、B速率相等，但A比B的质量大
D．A、B速率相等，但A比B的质量小
7．一弹簧枪可射出速度为的铅弹，现对准以的速度沿光滑桌面迎面滑来的木块发射一颗铅弹，铅弹射入木块后未穿出，木块继续向前运动，速度变为．如果想让木块停止运动，并假定铅弹射入木块后都不会穿出，则应再向木块迎面射入的铅弹数为（ ）．
A．5颗 B．6颗 C．7颗 D．8颗
8．如图所示，A、B两个小球在光滑水平面上沿同一直线相向运动，它们的动量大小分别为和，碰撞后A球继续向右运动，动量大小为，此时B球的动量大小为，则下列等式成立的是（ ）．
A． B．
C． D．